關于非標準設備設計及工藝的模塊化研究

林宇 孫日衛

摘要：非標準設備設計對工程質量、經濟效益與本質安全起到關鍵的作用。非標準設備設計任重道遠，是關系國家安全、社會穩定、經濟發展與科技進步的重要環節。通過非標準設備設計優化，為提升設計水平、提高服務質量及推動總承包業務的順利開展提供了有力的保障。

關鍵詞：非標準設備設計；工藝模塊；規范化

在經濟全球化的趨勢下，實體企業在日益激烈的社會競爭潮流中能否立于不敗之地，很大程度上取決于產品質量能否滿足市場的需要、服務水平能否適應市場的變化和科技創新能否引領市場的潮流。針對非標設計及其工藝實施的特征，本文嘗試采用三維模塊化方案來解決。

一、非標準設備參數的確定

設計人員在進行非標準設備設計前，需要先了解用戶提出的具體要求，將設備的工作效率、傳動效率、主軸轉速、運動速度以及工作行程等具體參數指標進行確定，防止出現參數錯誤導致設計效果不理想，給后期加工、調整和試驗帶來極大難度，同時參數的準確性能夠有效避免結構變化，確保設計的穩定性和可靠性。通常非標準設備的具體參數都是由用戶提出來的，非標準設備設計目的還是為了滿足用戶的實際使用需求，但是，設計人員不能只依賴用戶提供的參數數據，當發現用戶所提供的參數不科學時，還需要與用戶積極磋商，擬定最佳的參數指標，做好整個設計流程最關鍵的第一步。

二、非標設備設計分析

（一）設計方法。

當前的非標準設備設計多采用積木式設計方法，該方法的應用以及設計理念的深入滿足了非標準設備設計中多元化需求，提高了設計效率和設計質量。該方法是一種全新的設計理念和設計方法，簡單來說可以將非標準設備看作是在若干個標準零部件構建的框架上進行設備設計工作。該設計方法的應用對于非標準設備的設計以及技術的改革均為全新的設計理念以及參考指導方法，有利于提高我國非標準設備的綜合設計水平。在實際設計中，可使用計算機對不同的設計方法進行比對與計算分析，確定最佳的設計方案。各類設計信息均可以存儲在計算機中，便于檢索。通常情況下設計人員會在草圖的基礎上進行初步設計，使用計算機將草圖變為工作圖，再由計算機自動生成設計方案，迅速制作圖形樣板。然后設計人員對工作圖的具體設計進行調整和完善。在非標準設備計算中，計算公式十分復雜，變量參數較多。

（二）設計流程。

非標準設備設計和工藝的本質在于充分利用現有資源以及機械制造技術進行產品創新。隨著三維建模技術的推廣和使用，非標準設備的設計水平以及制造工業也發生了較大改變。非標準設備在發展之初，設計人員使用傳統的平面設計軟件進行建模，其對于產品的規格以及質量等考量較少，當這種非標準設備投入生產可能會遇到種種問題。為此，可應用三維模塊技術解決產品類型、功能以及質量等問題，使得設計計算更加全面和準確。當前，在非標準設備和工藝設計過程中經常使用的三維模塊軟件主要有UG、CAD、Solid works、CATIA等，這些軟件的使用可對產品的個性化需求進行科學分析，收集產品信息，并對信息進行篩選。三維模塊技術的突出優勢為工藝模型工作流程結束后，每個流程的信息數據都會發生變化，當二次從三維模型中提取數據以及流程時可直接對應數據路以及卡片，實現了數據的統一性以及二維卡片的實時性。

三、非標準設備設計及工藝模塊化的對策

（一）擬定非標準設備設計結構方案。

在整個非標準設備設計和工藝制作流程中，最為關鍵的環節就是擬定設計方案，可以說設計方案的質量決定了整個非標準設備設計的成敗。只用好的設計結構方案，才能夠滿足用戶的需求，平衡成本與質量的關系，力求在制作工藝上更加簡便，成本更加低廉，產品操作更加方便、使用壽命長、故障率低以及保養簡便等。在設計結構方案中，設計者一定要做好和客戶的溝通，在盡量滿足客戶要求的基礎上，把握行業標準，為客戶設計出最優化的設計結構方案。

（二）確定非標準設備設計結構模塊方法。

非標準設備在選擇、設計和繪制三維模型時，需要把握好兩點。一是要認真落實非標準設備的功能和參數。設計者在確定產品結構模塊時需要詳細了解用戶對非標準設備的具體要求，在基礎上對設備的主要功能和參數進行一一確定，這也是建立設備三維模型的前提條件；二是依據產品工藝流程找到設備的工作原理。在確定了非標準設備的主要功能和參數以后，設備的工作原理就成為結構建模的主要依據，設計者需要根據非標準設備的工作原理快速的設計出產品結構的三維模塊，可以結合已有的設計經驗，靈活套用相似的裝配圖形，適當的調整和修改，確定最優化的結構模塊。

（三）非標準設備設計過程的控制。

在設計非標準設備時需要考慮以下因素：一是設計的產品需要具備良好的加工工藝性和裝配工藝性，設計者必須掌握加工和裝配的基礎知識以及豐富的設計實踐經驗，能夠科學、合理、靈活地選擇、設計和繪制三維模型，掌握整個設計工作的重要環節；二是合理控制加工精度和加工表面質量。對于設備的加工精度，包括尺寸精度、集合京都以及相對位置精度，都必須在三維模塊上進行準確定量，然后嚴格安裝確定的三維模塊進行加工制造，同時在加工過程中要考慮到加工設備以及工廠技術水平，盡可能選擇最佳的加工方法，避免出現加工精度超過工廠加工方法控制的精度范圍；三是做好對設備的熱處理或表面處理。非標準設備設計的三維模塊并不能將每一個細節都標識出來，對于熱處理或表面處理需要選擇合適的辦法，熱處理是提高設備使用壽命和性能的關鍵，通過熱處理或表面處理能夠提高非標準設備的表層硬度，延長設備的使用壽命。

四、結語

非標準設備設計及其工藝的三維模塊化是一個復雜的、技術沉淀的過程，模塊化的研究和應用，很大程度上節省了設計者的工作量，通過先進的三維模塊軟件，能夠形象生動地完成設計結構以及實時拾取新的參數，方便設計者擬定最佳化的設計結構方案，并且也方便后期的修改。因此，非標準設備設計及其工藝的三位模塊化實現了從重復編制工藝發展為工藝批處理模式，極大地提升了設計和工藝效率，節約了制造成本。

參考文獻：

[1]王鵬程.如何做好非標自動化設備的設計[J].企業導報，2017，（4）：299。

[2]張嘉佳.非標自動化設備設計中材料的選擇與應用[J].科技致富向導，2016，（3）：179。